量子力学里面的“波函数”到底是干啥用的？其实用处非常大
我们都听说过量子力学里面有个函数叫“波函数” ， 这个函数到底是啥 ， 这个函数是用来干啥的 ， 很多人并不清楚 ， 今天我就来给大家解释下“波函数” ， 解开这个函数背后的神秘面纱 。
其实前面早期的文章我都提过波函数 ， 只不过没有深入讲解 ， 今天我就从概念入手给大家详细剖析下波函数的真实内涵 。 首先你要明白波函数本身是一个函数 ， 什么是函数？函数一般x和y两个值 ， x就是自变量 ， 当x定下来后 ， y也就是定下来了 。 所以你要搞懂波函数 ， 就必须要搞懂波函数的x和y到底是啥？
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【量子力学里面的“波函数”到底是干啥用的？其实用处非常大】首先可以明确的告诉大家 ， 波函数的x其实就是微观粒子的位置信息 ， 用来表达微观粒子到底在哪 。 y是概率值（准确的说y的模长的平方） ， 用来表达微观粒子在该位置概率是多少 。 所以大家通过y的含义就知道波函数是用来干啥的了吧 。 没错 ， 就是用来预测概率的 。 因为微观世界里面描述物体运动都是用概率来描述 ， 不能用肯定性语句描述 。 所以波函数能预测概率值 ， 这已经是为我们预测一个微观粒子的将来起了很大的帮助 。
知道了波函数的用处之后我们如何使用波函数呢？其实这个波函数本身是有一些初始参数的 ， 比如你把一个微观粒子放到一个小瓶子里面 ， 你想要知道未来3秒后 ， 微观粒子处于正中心位置的概率是多少？你首先要把这个瓶子的状态信息输入到波函数 ， 同时要把微观粒子本身的属性输入到波函数（如质量） ， 那么接下来你只需把t=3秒和正中心的位置坐标信息带入到波函数 ， 就可以计算出3秒后微观粒子处于正中心的概率到底是多少了？
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当然你不仅仅可以计算3秒后微观粒子处于正中心的概率值 ， 也可以计算微观粒子处于其它位置的概率值 。 而且你不仅可以计算3秒后的所有位置概率值 ， 还可以计算任意时间微观粒子处于任意位置的概率值 。 所以大家可以体会到波函数作用有多大了吧 。 如果说宏观世界描述一个物体的运动状态我们可以用牛顿力学 ， 那么微观世界里面的波函数就相当于是宏观世界的“牛顿力学” 。
但是也许有人会问？波函数只是计算出概率值 ， 对我们描述物体运动状态似乎不够完整吧 。 其实你能这样说也情有可原 ， 比如我交给你一个任务：预言出一个物体3秒后速度是多少？宏观世界用牛顿力学一算就可以告诉你：该物体3秒后速度是10m/s ， 但是微观世界用波函数一算只会告诉你：该物体3秒后速度是10m/s的概率是30% ， 速度是11m/s的概率是20%等等 。
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大家体会到为啥有人会觉得波函数对物体运动状态描述不完整了吧 ， 因为波函数只告诉你概率值 。 但是我要再次强调 ， 描述微观世界只能用概率值 ， 这是没办法的事情 ， 这并不是因为目前我们的理论不够完善 ， 也不是我们发明的观测仪器不够完善 ， 而是微观世界本来就是“不确定的” 。
什么叫本来就不确定？这是相对于我们宏观的“确定性”而言 。 比如你猜一张牌到底是啥？在你猜之前其实牌的花色已经定了 ， 也就是已经确定了 ， 当你翻开牌时你只是发现了已经早就确定好了的结果而已 ， 你现在翻牌是这个花色 ， 你晚1秒去翻牌仍然是这个花色 ， 这就是宏观的“确定性” 。
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但是微观世界本身处于不确定状态 ， 换言之如果微观世界可以翻牌 ， 翻牌之前牌的花色完全是不确定的 ， 当你翻牌的一瞬间牌的花色才确定下来 ， 而且你现在去翻牌和晚1秒去翻牌 ， 很可能翻的结果完全不一样 ， 这就是微观世界的不确定性 。 这种不确定性是微观世界的内在属性 ， 并且是一种真实的物理现象 ， 只不过我们宏观世界不会出现这个 ， 所以我们一时难以接受这种观点 。
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总之既然微观世界本身就不确定 ， 你肯定就无法用确定性预言来描述一个微观粒子的运动状态了 ， 这也是为什么无数大神级物理学家一直想用确定性语句来描述微观世界却一直从未成功的原因 。 总之波函数在微观世界作用之大难以想象 ， 而波函数的主要创始人就是薛定谔 ， 所以大家知道薛定谔对微观世界的研究做出的贡献有多大了吧 。 希望阅读完本篇文章 ， 让你能够对微观世界的特性做进一步的了解 ， 我是小彭来给您解惑 ， 如果喜欢文章可关注 。
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